第7單元第23講從雜交育種到基因工程

1、第23講從雜交育種到基因工程考綱考頻1生物變異在育種上的應(yīng)用(3年13考)2.轉(zhuǎn)基因食品的安全(3年2考)學(xué)生用書P154一、雜交育種和誘變育種1雜交育種(1)概念：將兩個或多個品種的 優(yōu)良性狀 通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(2)原理： 基因重組 。(3)過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本 雜交 ，獲得F1 F1自交 獲得F2 鑒別、選擇需要的類型。(4)優(yōu)點(diǎn)：可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起；缺點(diǎn)：獲得新品種的周期 長 。(5)應(yīng)用：根據(jù)需要培育理想類型。2誘變育種(1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生 基因突變 ，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法

2、。(2)原理： 基因突變 。(3)過程：選擇生物 誘發(fā)基因突變 選擇理想類型 培育。(4)優(yōu)點(diǎn)(5)缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變， 有利 的個體往往不多，需處理大量材料。(6)應(yīng)用：培育具有新性狀的品種。誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？提示：二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。二、基因工程1概念：基因工程又叫基因拼接技術(shù)或 DNA重組技術(shù) 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。2原理：不同生物間的 基因重組 。3.4操作步驟提取 目的基因 目的基因與 運(yùn)載體 結(jié)合將目的基因?qū)?受體細(xì)胞 目的基

3、因的 檢測與鑒定 5應(yīng)用(1)作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種，如 抗蟲棉 等。(2)藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、 干擾素 、乙肝疫苗等。解惑(1)DNA連接酶和DNA聚合酶都可形成磷酸二酯鍵。(2)操作工具有三種，但工具酶只有兩種限制酶和DNA連接酶，另一種工具運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA。1無子西瓜的培育、高產(chǎn)青霉素菌株的產(chǎn)生、雜交育種所依據(jù)的原理分別是()基因突變基因分離基因重組染色體變異AB C D解析：選D。無子西瓜的培育利用了染色體變異的原理，屬

4、于多倍體育種。高產(chǎn)青霉素菌株的產(chǎn)生屬于人工誘變育種，原理是基因突變。雜交育種的原理是基因重組。2有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無毒物質(zhì)，可以降解，不至于對環(huán)境造成嚴(yán)重的“白色污染”。培育專門“吃”這種塑料的細(xì)菌能手的方法是()A雜交育種 B誘變育種C單倍體育種 D多倍體育種解析：選B。細(xì)菌的生殖方式是無性生殖，其他三個選項(xiàng)都是不行的。誘變育種是在特殊條件下，對生物進(jìn)行處理，使之發(fā)生基因突變。3以基因型為RRYY和rryy的二倍體植株為親本，欲培育出基因型為RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是()F1不斷自交以秋水仙素處理F1利用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)運(yùn)用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育A或B

5、或 C或 D或解析：選D。以基因型為RRYY和rryy的二倍體植株為親本，培育出基因型為RRrrYYyy的四倍體植株，染色體組的數(shù)目成倍增加，可用秋水仙素處理F1或用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)處理。而用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，會使染色體組的數(shù)目成倍減少。4基因工程是將目的基因通過一定過程，轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞，經(jīng)過受體細(xì)胞的分裂，使目的基因的遺傳信息擴(kuò)大，再進(jìn)行表達(dá)，從而培養(yǎng)成工程生物或生產(chǎn)基因產(chǎn)品的技術(shù)。你認(rèn)為支持基因工程技術(shù)的理論有()遺傳密碼的通用性 不同基因可獨(dú)立表達(dá) 不同基因表達(dá)互相影響 DNA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制A B C D解析：選A。轉(zhuǎn)基因之所以在不同種生物間可以進(jìn)行，是因?yàn)檫z傳密

6、碼的通用性，不同基因表達(dá)的獨(dú)立性，DNA自我復(fù)制的嚴(yán)格性。學(xué)生用書P155P157考 點(diǎn) 一以變異為基礎(chǔ)，考查生物育種雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種原理基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異基因重組常用方式選育純種：雜交 自交 選優(yōu) 自交 選育雜種： 雜交 雜交種輻射誘變、激光誘變、空間誘變花藥離體 培養(yǎng)，然后再使染色體數(shù)目 加倍 秋水仙素處理萌發(fā) 的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)將 目的基因 導(dǎo)入生物體內(nèi)，培育新品種育種程序甲品種×乙品種F1F2人工選育性狀穩(wěn)定遺傳的新品種生物地面理 太空飛化處理 船搭載多種變異 人工選育新品種取相關(guān)植株花粉 單倍體幼苗

7、若干植株 人工選育新品種正常幼苗 秋水仙素染色體數(shù)目加倍 人工選育新品種優(yōu)點(diǎn)使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上操作簡便可以提高變異的頻率、加速育種進(jìn)程且大幅度地改良某些性狀明顯縮短 育種年限 所得品種為 純合子 器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限， 定向改變 生物的性狀缺點(diǎn)育種時間長不能克服 遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性)技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合只適用于植物；發(fā)育 延遲 ，結(jié)實(shí)率 低 有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)應(yīng)用用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥高產(chǎn)青霉菌用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小

8、黑麥轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉1欲利用aaBB和AAbb的親代個體選育出雙隱性狀的優(yōu)良植株個體如何培育？大約需幾年？ .兩親本個體雜交，只要在F2中出現(xiàn)該性狀即可。3年。 2雜交育種和雜種優(yōu)勢含義相同嗎？ 不同。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。 3下列哪些過程屬于單倍體育種？需經(jīng)幾年完成？每一年完成哪些過程？ 2年第一年完成過程，第二年完成過程 4植株M和植株N是兩個不同物種的純系二倍體植物，現(xiàn)用以下兩種方案培育新品種：M的體細(xì)胞N的體細(xì)胞MN雜種細(xì)胞植株1；植株M植株N幼苗

9、植株2。若上述方案能培育成功，理論上新品種植株1和植株2的染色體數(shù)目和遺傳物質(zhì)存在差異嗎？ 染色體數(shù)目不存在差異，遺傳物質(zhì)存在差異（細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)和性染色體遺傳物質(zhì)存款在差異）。 提示：1.兩親本個體雜交，只要在F2中出現(xiàn)該性狀即可。3年。2不同。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。32年第一年完成過程，第二年完成過程4染色體數(shù)目不存在差異，遺傳物質(zhì)存在差異。1芥酸會降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對獨(dú)立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，如圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG

10、)的技術(shù)路線。已知油菜單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，這些組分的細(xì)胞都具有全能性。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A、兩過程均需要植物激素來誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化B與過程相比，過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株C圖中三種途徑中，利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高DF1減數(shù)分裂時，H基因所在染色體會與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會解析：選D。分析題圖可知，、兩過程均為細(xì)胞脫分化的過程，均需要植物激素來誘導(dǎo)，故A正確；由于花藥由花藥壁(2n)和大量花粉(n)等組分組成，由花藥壁培養(yǎng)成的再生植株可能為二倍體，故B正確；利用花粉培養(yǎng)成的再生植株為單倍體，再用秋水仙素處理，使其染色體數(shù)目加倍

11、，成為可育的純合子，大大縮短了育種年限，故C正確；由于H基因所在的染色體與G基因所在的染色體不是一對同源染色體，因此，在減數(shù)分裂過程中，二者不會發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象，故D錯誤。2(2015·四川瀘州模擬)假設(shè)a、B為玉米的優(yōu)良基因，現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，控制兩對相對性狀的基因位于兩對同源染色體上，實(shí)驗(yàn)小組用不同方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(如圖)，下列說法不正確的是()A過程育種方法運(yùn)用的原理是基因突變，最大優(yōu)點(diǎn)是能提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變異類型B過程使用的試劑是秋水仙素，它可作用于正在分裂的細(xì)胞，抑制紡錘體的形成C過程育種方法運(yùn)用的原理是基因重組，基因型aaB_的類型經(jīng)后，子代中aa

12、BB所占比例是5/6D過程應(yīng)用了單倍體育種的方法，最大的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限解析：選C。是誘變育種。是雜交育種，原理是基因重組，基因型aaB_的類型中aaBB占1/3，aaBb占2/3，經(jīng)過自交后，子代中aaBB所占比例是1/2，故C項(xiàng)錯誤。方法技巧生物育種方法的選擇(1)集中不同親本的優(yōu)良性狀雜交育種選擇具有不同優(yōu)良性狀的個體作為親本，經(jīng)過雜交自交過程，在F2中選擇，如果選取顯性個體，還需要連續(xù)自交。(2)集中優(yōu)良性狀，又縮短育種年限單倍體育種選擇具有不同優(yōu)良性狀的個體作為親本，經(jīng)過雜交獲得F1，取F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，形成單倍體幼苗，再用秋水仙素或低溫處理。(3)獲得較大果實(shí)或大型植株

13、或提高營養(yǎng)物質(zhì)含量多倍體育種用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，使染色體加倍而形成多倍體。(4)提高變異頻率，“改良”或“改造”或直接改變現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀誘變育種。(5)實(shí)現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀基因工程育種。考 點(diǎn) 二利用圖解法突破基因工程的操作工具及基本步驟基因工程操作步驟圖解1用 同一種限制 酶完成過程。2用 DNA連接 酶完成過程。3產(chǎn)物為 目的基因合成的蛋白質(zhì) 。1要想從DNA上切下某個基因，應(yīng)有幾個切口，產(chǎn)生幾個黏性末端？ 2。4。 2運(yùn)載體與細(xì)胞膜上的載體在本質(zhì)上有何不同？ 運(yùn)載體為DNA，細(xì)胞膜上的載體為蛋白質(zhì)。 3獲取目的基因和切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目

14、的是什么？ 產(chǎn)生相同的黏性末端。 提示：1.2。4。2運(yùn)載體為DNA，細(xì)胞膜上的載體為蛋白質(zhì)。3產(chǎn)生相同的黏性末端。3下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答。(1)圖中基因工程的基本過程可以概括為“四步曲”： 提取目的基因 ； 構(gòu)建基因表達(dá)載體 ； 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 ； 目的基因的檢測與鑒定 。(2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成過程？ 不能 ，為什么？ 皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA 。(3)過程必需的酶是 逆轉(zhuǎn)錄 酶，過程必需的酶是 解旋 酶。(4)若A中共有a個堿基對，其中鳥嘌呤有b個，則過程連續(xù)進(jìn)行4次，至少需提供胸腺嘧啶 1

15、5(ab) 個。(5)在利用A、B獲得C的過程中，常用 同一種限制性核酸內(nèi)切酶 切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生 相同的黏性末端 ，再加入 DNA連接酶 才可形成C。解析：(2)圖中過程是從細(xì)胞中獲取相應(yīng)的mRNA，由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄，不表達(dá)，因此不能形成胰島素mRNA。(3)從mRNADNA是逆轉(zhuǎn)錄的過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。DNA分子的擴(kuò)增需用解旋酶將雙鏈DNA解旋為單鏈。(4)一個DNA分子中的鳥嘌呤(b個)和胸腺嘧啶之和占堿基總數(shù)(2a個)的一半，所以一個DNA分子片段中胸腺嘧啶數(shù)為(ab)個。連續(xù)復(fù)制4次，共產(chǎn)生DNA分子2416個，由于復(fù)制方式為半保留復(fù)制，故需

16、要提供的胸腺嘧啶數(shù)量為(ab)×(161)15(ab)。(5)目的基因與運(yùn)載體需用同一種限制酶切割，產(chǎn)生相同的黏性末端，才可以在DNA連接酶的作用下連接形成基因表達(dá)載體。答案：(1)提取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定(2)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA(3)逆轉(zhuǎn)錄解旋(4)15(ab)(5)同一種限制性核酸內(nèi)切酶相同的黏性末端DNA連接酶歸納提煉酶與磷酸二酯鍵(1)形成磷酸二酯鍵的酶：DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)斷裂磷酸二酯鍵的酶：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA酶、RNA酶。(

17、3)解旋酶作用于氫鍵，不作用于磷酸二酯鍵。學(xué)生用書P157易錯點(diǎn)1混淆“最簡便”與“最快速”點(diǎn)撥 “最簡便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”，如雜交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作，但“最快速”則未必簡便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實(shí)現(xiàn)。易錯點(diǎn)2混淆無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理點(diǎn)撥(1)無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。(2)如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，故達(dá)不到“無子”的目的

18、。(3)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時，處理的對象應(yīng)是“幼苗或萌發(fā)的種子”。因?yàn)槊劝l(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。易錯點(diǎn)3對基因工程中一些觀點(diǎn)、說法辨析不清點(diǎn)撥(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個切開，一個連接。(2)DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板。(3)質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，不要把質(zhì)粒同運(yùn)載體等同，除此之外，噬菌體和動植物

19、病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。(4)基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因重組。1判斷下列有關(guān)生物育種的敘述(1)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。(×)(2)若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的時間。(×)(3)(2009·上海卷T21C)花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種。(×)2判斷下列有關(guān)基因工程的敘述(1)在所有的基因工程步驟中都涉及堿基互補(bǔ)配對。(×)(2)(2013·上海卷T58F)沒有限制酶就無法使用質(zhì)粒運(yùn)載體

20、。()(3)(2013·江蘇卷T15A)我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)施了產(chǎn)品標(biāo)識制度。()(4)(2011·浙江卷T6C改編)重組質(zhì)粒中每個限制酶識別位點(diǎn)至少插入一個目的基因。(×)解析：每個限制酶的識別位點(diǎn)只能插入一個目的基因。如質(zhì)粒上可以有多個同種限制酶的識別位點(diǎn),但每個識別位點(diǎn)只能插入一個目的基因。(5)(2010·全國卷T5D)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程。(×)學(xué)生用書P158P1591(2013·高考四川卷)大豆植株的體細(xì)胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆

21、種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50%。下列敘述正確的是()A用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細(xì)胞仍具有全能性B單倍體植株的細(xì)胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體C植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低D放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進(jìn)化方向解析：選A。高度分化的植物細(xì)胞仍具有全能性，因?yàn)槠浜邪l(fā)育成完整個體所需的全套遺傳物質(zhì)；單倍體植株的體細(xì)胞含有20條染色體，其有絲分裂后期共含有40條染色體；因?yàn)橹仓闤花藥離體培養(yǎng)后得到的單倍體植株中抗病植株占50%，所以植株X是雜合子，連續(xù)自交可以使純合抗病植株的比例升高；基

22、因突變是不定向的，不能決定生物進(jìn)化的方向，自然選擇能決定生物進(jìn)化方向。因此A項(xiàng)正確。2(2013·高考江蘇卷)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：高產(chǎn)、感病； 低產(chǎn)、抗病；高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3 類品種：a.高產(chǎn)、抗病；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(多選)()A利用、品種間雜交篩選獲得aB對品種進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bCa、b 和c的培育均可采用誘變育種方法D用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胫蝎@得c解析：選CD。利用、品種間雜交不能篩選出抗病品種；多倍體植株具有發(fā)育延遲的特點(diǎn)，對品種 進(jìn)行染色體加倍處理不能使其表現(xiàn)早熟

23、特性；a、b、c品種的優(yōu)良性狀均可通過基因突變獲得；可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將外源抗旱基因?qū)胫袕亩@得高產(chǎn)、抗旱品種。3(2013·高考大綱全國卷)下列實(shí)踐活動包含基因工程技術(shù)的是()A水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥C將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆解析：選C。A項(xiàng)為單倍體育種，用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)；B項(xiàng)為傳統(tǒng)的雜交育種；C項(xiàng)抗病植株的培育用到基因工程技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)；D項(xiàng)為誘變育種。4(2014·高考新課

24、標(biāo)卷)現(xiàn)有兩個純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性，但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}：(1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個品種進(jìn)行雜交育種，一般來說，育種目的是獲得具有_抗病矮稈_優(yōu)良性狀的新品種。(2)雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交結(jié)果，需要滿足3個條件：條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個條件是 高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對性狀的基因位于非同源染色體上 。(3)為了確定控制

25、上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件，可用測交實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)。請簡要寫出該測交實(shí)驗(yàn)的過程。 將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交 。解析：(1)通過雜交育種，可將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(2)抗病與感病、高稈與矮稈各自受一對等位基因控制，兩對基因位于兩對同源染色體上均符合分離定律時，才可依據(jù)自由組合定律對雜交結(jié)果進(jìn)行正確預(yù)測。(3)純合抗病高稈和感病矮稈雜交獲得F1，讓F1與感病矮稈測交，若測交后代有抗病高稈、抗病矮稈、感病高稈和感病矮稈四種表現(xiàn)型，且比例為1111，則這兩對等位基因滿足上述3個條件。答案：(1)抗病矮稈(2)高稈與矮稈這對相對性狀受一

26、對等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對性狀的基因位于非同源染色體上(3)將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交5(2015·江蘇南京三模)現(xiàn)有甲、乙兩種二倍體純種植物，甲植物的光合產(chǎn)量高于乙植物，但乙植物更適宜在鹽堿地種植(相關(guān)性狀均由核基因控制)。現(xiàn)要利用甲、乙兩種植物培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株。下列技術(shù)不可行的是()A利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，可以獲得符合要求的四倍體雜種植株B將乙種植物耐鹽基因?qū)爰追N植物的體細(xì)胞中，可培育出所需植株C兩種植物雜交后，得到的F1再利用單倍體育種，可較快獲得所需植株D誘導(dǎo)兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理可培育出

27、所需植株解析：選C。甲、乙是兩種植物，存在生殖隔離，無法通過雜交獲得可育后代，既使能夠雜交得到F1，F(xiàn)1是異源二倍體不可育，需用秋水仙素處理加倍，此為多倍體育種，C錯誤。6下圖是玉米(2n20)單倍體育種過程中染色體含量變化示意圖。下列敘述正確的是()Aia、cd、ef形成的原因不相同B秋水仙素作用的時期為cdCgh段后形成的子細(xì)胞內(nèi)各染色體組的基因組成一般都相同Ddh段為有絲分裂的一個細(xì)胞周期解析：選C。ia、cd、ef形成的原因相同，都為著絲點(diǎn)分裂，A項(xiàng)錯誤；秋水仙素的作用機(jī)理是抑制紡錘體的形成，作用的時期為有絲分裂前期位于c點(diǎn)前，B項(xiàng)錯誤；秋水仙素作用后的細(xì)胞，染色體加倍，為純合子，然后

28、進(jìn)行正常的有絲分裂形成的子細(xì)胞內(nèi)各染色體組的基因組成一般都是相同的，且都為純合子，C項(xiàng)正確；dh過程后還有末期，不是一個細(xì)胞周期，D項(xiàng)錯誤。7(2015·南京四校聯(lián)考)已知水稻的高稈(A)對矮稈(a)為顯性，抗病(B)對感病(b)為顯性，有芒(D)對無芒(d)為顯性，三對相對性狀獨(dú)立遺傳。請回答下列問題。(1)現(xiàn)有三個純系水稻品種：矮稈感病有芒、高稈感病有芒、高稈抗病無芒。要在最短時間內(nèi)獲得矮稈抗病無芒純系新品種，請寫出育種過程。第一步， 選擇和雜交得到F1 。第二步， 取F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗 。第三步， 用秋水仙素處理單倍體幼苗，然后選育矮稈抗病無芒的純系新品種

29、。(2)為獲得矮稈無芒的新品種，科研人員設(shè)計(jì)了育種方案，如圖所示。根據(jù)預(yù)期，F(xiàn)1植株所結(jié)種子分株保存，播種后長出的植株應(yīng)既有高稈，又有矮稈。但研究人員發(fā)現(xiàn)有一株植株所結(jié)的種子播種后長出的植株全部表現(xiàn)為矮稈，并據(jù)此推斷F1中有純合矮稈植株。通過分析認(rèn)為，F(xiàn)1中純合矮稈植株出現(xiàn)的原因可能有兩種：一是母本去雄不徹底，母本自交；二是父本在減數(shù)分裂形成花粉時，一個高稈基因發(fā)生了基因突變。要確定哪一種原因，可以通過分析F2矮稈植株上所結(jié)種子的表現(xiàn)型來進(jìn)行判斷。P純合矮稈有芒()×純合高稈無芒()F1植株 F1植株上所結(jié)的種子分株保存 播種觀察F1各植株所結(jié)種子長出的植株性狀如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為

30、 全為有芒 ，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為 有芒和無芒 ，則原因是父本在減數(shù)分裂形成花粉時，一個高稈基因發(fā)生了基因突變。解析：(1)根據(jù)育種要求，需通過雜交將矮稈、抗病、無芒基因集中在同一生物體中，因此選擇和雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBbDd，然后通過單倍體育種方法獲得純合矮稈抗病無芒。(2)采用逆推法，母本的基因型為aaDD，父本的基因型為AAdd，二者雜交形成F1，若母本去雄不徹底，母本發(fā)生自交，則F1中還有基因型為aaDD的個體，該植株自交后代全為矮稈有芒，因此，若F2矮稈植株上所結(jié)種子全為有芒，則可推測是母本去雄不徹底；若父本減數(shù)分裂形成花粉時發(fā)生基因突變，

31、則父本的基因型為Aadd，和母本雜交，F(xiàn)1的基因型為aaDd和AaDd，F(xiàn)1自交，后代中既有有芒，也有無芒。答案：(1)選擇和雜交得到F1取F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗用秋水仙素處理單倍體幼苗，然后選育矮稈抗病無芒的純系新品種(2)全為有芒有芒和無芒1下列關(guān)于育種的敘述中，正確的是()A培育無子西瓜的原理是生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育B培育八倍體小黑麥的原理是染色體變異C青霉素高產(chǎn)菌株的選育原理和雜交育種相同D培育無子番茄的原理是基因重組解析：選B。培育無子西瓜的原理是染色體變異。青霉素高產(chǎn)菌株的選育利用了基因突變的原理。無子番茄的獲得利用了生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理。八倍體小黑麥的培育原理是染

32、色體變異。2兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳，要培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的方法是()A單倍體育種 B雜交育種C人工誘變育種 D細(xì)胞工程育種解析：選B。本題考查不同育種方法的特點(diǎn)以及理解能力、分析能力和推理能力。單倍體育種的過程為：兩純種親本雜交產(chǎn)生的F1花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，用秋水仙素處理選擇aabb新品種。該方法可以明顯縮短育種年限但操作復(fù)雜，要求高而不簡捷。人工誘變育種不能實(shí)現(xiàn)基因重組，且有很強(qiáng)的盲目性。細(xì)胞工程育種雖然目的性強(qiáng)，但無法實(shí)現(xiàn)基因重組得到aabb的個體，且操作復(fù)雜。雜交育種則可以實(shí)現(xiàn)基因重組，在兩親本雜交所得的F2中選

33、擇出aabb的新品種，這種操作比較簡捷。3雜交育種是利用基因重組的原理選育新品種的育種方法之一，在獲得選育的新品種之外，雜交的另一個結(jié)果是獲得()A純種 B雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢C基因突變 D染色體變異解析：選B。雜交過程體現(xiàn)的是基因重組，沒有基因突變和染色體變異。雜交是無法得到純種的，雜交育種的另一個重要功能就是獲得具有雜種優(yōu)勢的雜交種，比如雜交水稻和雜交玉米等。4下列關(guān)于育種方法的敘述正確的是()A用雜交的方法進(jìn)行育種，往往從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種B用輻射的方法進(jìn)行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀C用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，所育的新品種自

34、交后代中約有1/4為純合子D用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代解析：選A。誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多害少利和不定向的特點(diǎn)，誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀。用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子。二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的。5下列各種措施中，能產(chǎn)生新基因的是()A高稈抗銹病小麥和矮稈不抗銹病小麥雜交獲得矮稈抗銹病小麥優(yōu)良品種B用秋水仙素誘導(dǎo)二倍體西瓜獲得四倍體西瓜C用X射線、紫外線處理青霉菌獲得高

35、產(chǎn)青霉菌株D用花藥離體培育單倍體小麥植株解析：選C。只有基因突變可以產(chǎn)生新基因。選項(xiàng)A的原理是基因重組，選項(xiàng)B、D的原理為染色體變異。6下列關(guān)于育種原理或方法的敘述中，正確的是()A我國著名育種專家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻品種，這是利用了自由組合原理B英國科學(xué)家利用細(xì)胞核移植技術(shù)克隆出小綿羊，只利用了染色體變異原理C二倍體植株的花藥離體培養(yǎng)，并經(jīng)秋水仙素處理，使之成為純合子，這體現(xiàn)了基因重組原理D乘宇宙飛船上過太空的辣椒種子結(jié)出的果實(shí)較平常的大一倍以上，這是誘變育種解析：選D。袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻品種的原理是基因重組?？寺〖夹g(shù)培育新品種的原理是細(xì)胞核的全能性。二倍體植株的花

36、藥離體培養(yǎng)，并經(jīng)秋水仙素處理，使之成為純合子，是單倍體育種，原理是染色體變異。7將某種植物的兩個植株雜交，得到，對的處理如圖所示。下列分析不正確的是()A由到的育種過程依據(jù)的原理是基因突變B通過植株雜交得到的植株屬于新物種C若的基因型為AaBbdd，則植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的1/4D由到的過程中會發(fā)生突變和重組，可為生物進(jìn)化提供原材料解析：選D。由到的過程是通過有絲分裂來實(shí)現(xiàn)的，而基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。8下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是()A用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子B通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種C雜交育種可用于家畜、家禽的育種D為了避免對三倍體無

37、子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖解析：選B。通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗病毒。9(2015·長春調(diào)研)如圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良矮稈抗病小麥(ddEE)品種的示意圖，下列有關(guān)此圖敘述錯誤的是()ddEE (花藥) (單倍體)A過程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起B(yǎng)過程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合C過程依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細(xì)胞增殖D過程中可用到一定濃度的秋水仙素溶液解析：選C。圖中過程為花藥離體培養(yǎng)，其依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。10下列關(guān)于基因工程中有關(guān)酶的敘述不正確的是

38、()A限制酶水解相鄰核苷酸間的化學(xué)鍵打斷DNABDNA連接酶可將末端堿基互補(bǔ)的兩個DNA片段連接CDNA聚合酶能夠從引物末端延伸DNA或RNAD逆轉(zhuǎn)錄酶以一條RNA為模板合成互補(bǔ)的DNA解析：選C。DNA聚合酶只能從引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制酶水解相鄰核苷酸間的磷酸二酯鍵打斷DNA；DNA連接酶可將具有相同黏性末端的兩個DNA片段連接；逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成互補(bǔ)的DNA。11.(2015·鄭州質(zhì)量預(yù)測)用玉米的花藥進(jìn)行組織培養(yǎng)，得到的單倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株(不考慮基因突變)。在此過程中某時間段內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)DNA含量變化如圖所示。下列敘述正確的是()A

39、ef過程中細(xì)胞內(nèi)可能發(fā)生基因重組B與cd過程相比，de過程中細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)目的加倍C秋水仙素作用于c點(diǎn)之前而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍De點(diǎn)后細(xì)胞內(nèi)染色體組最多有4個，且各染色體組的基因組成相同解析：選D。圖中所示過程中發(fā)生的是有絲分裂，而有絲分裂過程中不會出現(xiàn)基因重組，故A項(xiàng)錯誤；圖中de段發(fā)生DNA的復(fù)制，染色體數(shù)目并未加倍，故B項(xiàng)錯誤；秋水仙素作用的時期為有絲分裂前期，對應(yīng)圖中cd段，故C項(xiàng)錯誤；單倍體玉米體細(xì)胞內(nèi)只有1個染色體組，經(jīng)秋水仙素處理后得到的二倍體玉米為純合子，體細(xì)胞中含有2個染色體組，而在有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，染色體組有4個，且每個染色體組的基因組成相同，故D項(xiàng)正確。1

40、2普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：A組B組C組P高稈抗病×矮稈易感病 P高稈抗病×矮稈易感病 P高稈抗病 射線F1高稈抗病 F1高稈抗病 F1矮稈抗病 花藥離體培養(yǎng)F2矮稈抗病F2矮稈抗病請分析回答：(1)A組由F1獲得F2的方法是 自交 ，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占 2/3 。(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是 類。(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是 C 組，原因是 基因突變的頻率極低且不定向 。(4)通

41、過矮稈抗病獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是 秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍 。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占 100% 。(5)在一塊高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。 將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈矮稈31(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起，否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果 。解析：本題側(cè)重于對誘變育種、雜交育種和單倍體育種的比較。(1)雜交育種是具有兩

42、對相對性狀的純合子雜交得F1，F(xiàn)1再自交得F2，在F2中出現(xiàn)所需的類型，若是顯性性狀還需連續(xù)自交直至不發(fā)生性狀分離為止。F2中矮稈抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低，而且是不定向的。(4)單倍體育種是先通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)染色體加倍，得到的個體一定是純合體。(5)高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥，可能有兩個原因：基因突變或環(huán)境因素的影響。前者引起的變異是能遺傳的；僅環(huán)境影響引起的變異是不能遺傳的，仍是

43、高稈基因。因是探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果和結(jié)論要分別考慮這兩種情況。答案：(1)自交2/3(2)(3)C基因突變的頻率極低且不定向(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍100%(5)將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈矮稈31(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起，否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果13(2015·河南鄭州一模)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞和莖部細(xì)胞中卻很難找到。(1

44、)該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓 增大 (填“增大”或“減小”)。(2)這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細(xì)胞中很難找到，而在根部細(xì)胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是 基因選擇性表達(dá) 。(3)現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個抗旱基因R，其等位基因?yàn)閞(旱敏基因)：R、r的部分核苷酸序列為r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA?？购祷蛲蛔?yōu)楹得艋虻母驹蚴?堿基對替換 。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過 基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程 實(shí)現(xiàn)的。(4)已知抗旱性(R)和多顆粒(D)屬顯性，各由一對等位基因控制，且分別位于兩對同源染色體

45、上。純合的旱敏多顆粒植株與純合的抗旱少顆粒植株雜交得到F1，F(xiàn)1自交：F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是 4/9 。若拔掉F2中所有的旱敏植株后，剩余植株自交。從理論上講F3中旱敏型植株的比例是 1/6 。某人用一植株和一旱敏多顆粒的植株做親本進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類型，性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：抗旱旱敏11，多顆粒少顆粒31。若只讓F1中抗旱多顆粒植株相互授粉，F(xiàn)2的性狀分離比是 24831 。(5)請?jiān)O(shè)計(jì)一個快速育種方案，利用抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd)兩植物品種做親本，通過一次雜交，使后代個體全部都是抗旱多顆粒雜交種(RrDd)，用文字簡要說明。 先用(Rrdd)和(

46、rrDd)通過單倍體育種得到(RRdd)和(rrDD)，然后讓它們雜交得到雜交種(RrDd) 。解析：(1)根部細(xì)胞通過滲透的方式吸收水分，根細(xì)胞的滲透壓大于土壤溶液的滲透壓時根細(xì)胞才能正常吸水，因此分析該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓增大。(2)對同一個體而言，所有體細(xì)胞的基因組成是相同的，但不同細(xì)胞產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物，根本原因是基因選擇性表達(dá)。(3)從給出的核苷酸序列不難看出，抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴菈A基對發(fā)生了替換，根據(jù)題意，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程實(shí)現(xiàn)的。(4)根據(jù)題意，這兩對相對性狀的遺傳符合自由組合定律，F(xiàn)1全部是雙雜合子，則F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是4/9。F2中抗旱和旱敏的比例是31，拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株的基因型及比例為1/3RR,2/3Rr，讓其自交，后代中旱敏型植株的比例為：2/3×1/41/6。由題意抗旱旱敏11，多顆粒少顆粒31不難分析出雙親的基因型分別是：RrDd、rrDd，則F1中抗旱多顆粒植株的基因型及比例為：1/3RrDD和2/3RrDd，讓其相互授粉，即隨機(jī)交配，F(xiàn)2的性狀分離比是24831。(5)題目要求的條件是通過一次雜交使后代個體全部都是抗旱性多顆粒雜交種，因此只能考慮